Друзья, привет!
Решение задачи, о которой пойдет речь в этом материале получилось очень простым, а вот путь, который к нему привел оказался полным загадок и сюрпризов. Пришлось провести целое исследование принципов работы индикаторов передней панели компьютеров, которым я поделюсь дальше.
Сама задача сидела у меня в голове уже довольно давно, но в полной мере кристаллизовалась при создании ультракомпактного игрового мини-ПК из недавнего материала.
Из индикаторов на передней панели в нем есть только голубое световое кольцо на кнопке включения. Иногда этого вполне достаточно, а иногда хотелось бы все же видеть, чем занимается твердотельный накопитель или жесткий диск. Можно конечно просверлить отверстие под, скажем, 3-миллиметровый светодиод и подключить его к контактам HDD LED на материнской плате. Вполне вариант! Я раньше так и делал. Но почему бы не воспользоваться тем же светодиодом, который установлен в кнопке? Пусть он сигнализирует не только факт включения, но и загрузку жесткого диска, например, меняя свою яркость в периоды активности HDD-SSD.
Вот такую задачу и будем решать.
Изучаем схемотехнику разъема передней панели ПК
Чтобы своими экспериментами не сжечь материнскую плату компьютера я решил предварительно разобраться - как вообще устроена ее схемотехника индикаторов передней панели. Для этого я пересмотрел с десяток схем материнок различных производителей: Asus, Gigabyte, MSI, Biostar (и такие есть!), Jginyue (куда ж без китайцев). Оказалось, что есть нюансы...
Сам по себе разъем FRONT PANEL современных материнских плат имеет уже устоявшуюся распиновку контактов. Вот так он выглядит, например, на одной из материнских плат компании Gigabyte.
А вот условные обозначения его контактов.
HDD LED - два контакта для подключения индикатора активности жесткого диска или SSD. Reset Button - контакты подключения кнопки сброса (в современных компьютерах эта функция почти не используется). Power LED - два контакта для подключения индикатора включения питания (в нашем случае встроен в кнопку включения). Power Button - контакты подключения кнопки включения питания ПК. Левый нижний контакт играет роль ключа правильной ориентации разъема.
Как видно, разъем предусматривает два отдельных индикатора для отображения включения питания и работы жесткого диска. Для того, чтобы выяснить возможность совмещения этих индикаторов, нужно разобраться с внутренней схемотехникой материнской платы. В результате подобных разборок выяснилось следующее.
Типовая схема подключения индикатора питания предусматривает прямое подключение светодиода через токоограничивающий резистор. Например так, как показано на схеме ниже (схема довольно старой материнской платы - выбрана из-за наглядности).
Обратите внимание на контакты 2 и 4 разъема F_PANEL, обозначенные как MSG/PD+ и MSG/PD-. Это и есть контакты индикатора включения питания. Видно, что минусовой вывод индикатора подключается непосредственно к "земле", тогда как верхний (шина MPD+) идет через резистор R393, сопротивлением 330 Ом к источнику питания VCC (+5В) - верхний правый участок схемы. По сигналу от мультиконтроллера GPIO20, через транзистора Q33 индикатор может быть отключен. Но эта функция нам не так интересна.
В ходе исследования мне попадались платы, в которых схемотехника несколько отличалась. Об этом ниже.
На этом же фрагменте схемы можно увидеть, что плюсовой вывод контакта индикатора HDD (HD+) также подключен черз резистор (R390) к шине питания.
Что касается минуса индикатора HDD, то здесь типовая схема включения выглядит как-то так.
По сути, светодиод подключается к транзистору Q36 по схеме с открытым коллектором. При закрытом транзисторе минусовая нога светодиода (-HDLED) будет как-бы как-бы "висеть" в воздухе и светодиод гореть не будет. Когда транзистор открывается, светодиод притягивается к земле и через него идет ток - светодиод зажигается.
В некоторых платах аналогичная схема использовалась и для индикатора питания. Для нас это не меняет сути. Важно, что и тот и другой светодиоды своим включаются подключением минусового контакта к земле.
Проектируем и изготавливаем совмещенный индикатор
Что нужно нам, так это чтобы один единственный светодиод горел бы с одной яркостью при включении компьютера, а во время обращения к диску его яркость увеличивалась бы. Сделать это можно, если подключать светодиод по цепи индикации питания через еще один токоограничивающий резистор, а по цепи индикатора HDD - через другой, или вообще, напрямую.
Продемонстрирую это схематически. Обычная схема подключения светодиодного индикатора кнопки к материнской плате выглядит так.
Для того, чтобы принцип работы был более понятен, я изобразил как внешние, так и внутренние цепи материнской платы.
Теперь добавим один балластный резистор и провод от управляющего контакта индикатора HDD. Схема приобретет следующий вид.
Работает схема так. При включении компьютера ток на светодиод индикатора питания подается через резистор R1 (установлен на материнской плате) и резистор R3 (добавляем со стороны кнопки). Благодаря дополнительному резистору яркость светодиода будет чуть снижена. При обращении компьютера к жесткому диску транзистор Q1 открывается, соединяя индикаторный диод непосредственно с землей. Ток через диод будет определяться только сопротивлением R1, то есть будет выше. Значит светодиод будет гореть ярче. Видно, что контакт HDD_LED+ остался незадействованным. Его роль взял на себя вывод POWER_LED+.
Начинаем доработку кнопки. Изначально этот узел выглядел следующим образом.
Для подключения к разъему передней панели материнской платы использован 4-контактный штекер. Назначение проводов следующее: Красный - Power LED+, синий - Power LED-, белый и черный - Power Button.
Прежде всего, отпаиваем от кнопки минусовой провод индикатора (синий), предварительно сняв с него термоусадочную трубку.
Далее, подпаиваем к этому контакту резистор R3, 330 Ом. У меня под рукой оказался резистор на 470 Ом. Его и использовал. Индикатор питания будет чуть тусклее.
Подготовим дополнительный провод со штекером для подключения к паре контактов индикатора HDD на разъеме материнской платы.
Подпаиваем минусовой провод (зеленый) от штекера к тому же выводу кнопки, что и резистор. Предварительно на провод надета термоусадочная трубка (красная) для последующей изоляции узла.
Термоусадочную трубку надеваем на подпаянный провод и резистор. Ко второму выводу резистора подключаем слегка укороченный синий провод. Его защищаем также при помощи термоусадочной трубки.
От белого провода от штекера HDD можно откусить зачищенный кончик. Он не понадобится. Можно защитить его также при помощи термоусадочной трубки (желтая).
Все! На этом техническая сторона вопроса может быть закрыта. Можно устанавливать кнопку на место.
На этом доработка закончена! Теперь при включении кнопка светится вполсилы, а при обращении компьютера к диску вспыхивает с полной яркостью. Два в одном!
Посмотреть, ка это выглядит в реальности можно в коротком ролике.
Приношу свои извинения за цветопередачу. Получилось, что светодиод из синего превращается в белый. На самом деле это не так. Просто более тусклый синий становится более ярким.
Спасибо, что читаете-смотрите Terrabyte! Подписывайтесь, если вам интересна радиолюбительская тематика, микроконтроллеры, мини-ПК, необычные компьютерные решения и инновационные разработки! Спасибо всем, кто нас поддерживает своими комментариями и лайками!
Наша группа ВК: https://vk.com/terrabyte
Наш канал на VK-Video: https://vk.com/video/@terrabyte/all
Наши разработки: